DE872240C

DE872240C - electron microscope

Info

Publication number: DE872240C
Application number: DEN694A
Authority: DE
Inventors: Adrianus Verhoeff
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1949-04-09
Filing date: 1950-04-06
Publication date: 1953-03-30
Also published as: US2655601A; GB678048A; NL77105C; FR1020311A

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 30. MÄRZ 1953ISSUED MARCH 30, 1953

N 694 VIII c J3igN 694 VIII c J3ig

Elektronenmikroskopelectron microscope

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektronenmikroskop, bei dem der von Elektronen durchstrahlte Gegenstand und eine Begrenzungsblende nahe beieinander im Strahlengang des Geräts angeordnet sind. Diese Anordnung findet oft Anwendung zum Auffangen von Randstrahlen, die durch Streuung im Gegenstand entstehen und die eine Bündelstreuung veranlassen, so daß die Bildgüte beeinträchtigt wird.The invention relates to an electron microscope, in which the object through which the electrons are irradiated and a limiting diaphragm are arranged close to one another in the beam path of the device are. This arrangement is often used to collect marginal rays that pass through Scatter arise in the object and cause a bundle scattering, so that the image quality is affected.

Der Gegenstand wird meistens an einem Träger befestigt, der durch die Röhrenwand luftdicht in den entlüfteten Raum eingeführt wird. Es wird dabei dafür Sorge getragen, daß nach der Anordnung des Trägers der Gegenstand sich in der Mitte des Strahlenbündels befindet. Für eine richtige Orientierung des Gegenstandes gegenüber dem Bündel ist es jedoch oft erwünscht, daß der Gegenstand etwas in der Ebene senkrecht zum Strahlen^ bündel verschiebbar ist. Dies ist besonders erforderlich, wenn von den durch den Gegenstand hindurchfallenden Strahlen mittels einer hinter diesem angeordneten Blende ein enges Bündel abgetrennt wird, indem die Öffnung der Blende kleiner als der Bündelquerschnitt gewählt ist. In diesem Fall muß der Gegenstand gegenüber der Öffnung in der Blende verschiebbar sein, damit die für die Bildwiedergabe wesentliche, richtige Einstellung gefunden werden kann.The object is mostly attached to a carrier that is air-tight through the tube wall is introduced into the ventilated space. Care is taken that after the arrangement of the wearer, the object is in the center of the beam. For a correct one Orientation of the object relative to the bundle, however, it is often desirable that the object something in the plane perpendicular to the rays ^ bundle is displaceable. This is especially necessary when falling through the object A narrow bundle is separated from rays by means of a diaphragm arranged behind it by making the aperture of the diaphragm smaller than the cross-section of the bundle. In this case must the object can be displaced opposite the opening in the diaphragm so that the image can be reproduced essential, correct attitude can be found.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bauart, bei der .diese Möglichkeit vorliegt, und bezieht sichThe invention relates to a type in which .this possibility exists and relates

außerdem auf die Vorrichtung zum Verschieben des Gegenstandes und auf den luftdichten Verschluß zwischen den verschiebbaren Teilen und den fest angeordneten Teilen des Mikroskops. Gemäß der Erfindung ist der Platz für den Objektträger in einer plattenförmigen Metallscheibe vorgesehen, die mit einer öffnung in der Mitte zum Durchlassen des Elektronenbündels versehen ist. Diese Scheibe ist in- der Ebene senkrecht zum ίο Strahlengang verschiebbar und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilen der den Bümdelkanal umgebenden Wand des Mikroskops angeordnet, wobei zwischen jedem dieser Teile und der Scheibe ein luftdichter Verschluß vorgesehen ist. Der abzubildende Gegenstand braucht nur über geringe Abstände verschiebbar zu sein. Die größte Verschiebung aus der Mitte des Elektronenstrahls beträgt etwa 1 mm, aber meistens wird eine Verschiebung von wenigen Zehnteimillimeterri ■ ausreichen. Die geringe Verschiebung stellt an die Bewegungsvorrichtung hohe Anforderungen, wie z. B. das Vermeiden jedes Spiels. Dies wird gemäß der Erfindung erreicht, indem die den Gegenstand enthaltende Scheibe mit zwei auswärts vorstehenden, unter einem Winkel von 90°' radial angeord-, neten, etwas biegsamen Metallstäben versehen ist. Mit dem Ende jedes Stabes wirkt ein geknickter Hebel zusammen, mittels dessen in der Längsrichtung der Stäbe wirksame Zug- und Druckkräfte zur Verschiebung der Scheibe ausgeübt werden können. Zur Vermeidung von Spiel zwischen dem Einstellmechanismus und dem fest mit der Scheibe verbundenen Hebel ist dessen freies Ende zwischen einer in der Längsrichtung verschiebbaren Druckstange, die mit einem in der.Nääie des Strahlenauffangschirms des Mikroskops angeordneten Einstellorgan zusammenwirkt, und einem nachgiebig angeordneten Organ eingeklemmt, das eine gegen die' Druckstange gerichtete Kraft auf den Hebel ausübt. Mittels des Einstellorgane wird eine Verschiebung der Druckstange und somitidiegewünschte Verschiebung des Gegenstandes gegenüber der Mitte des Strahlenbündel» bewerkstelligt.also on the device for moving the object and on the airtight seal between the sliding parts and the fixed arranged parts of the microscope. According to the invention there is space for the slide provided in a plate-shaped metal disc with an opening in the middle for the Letting through the electron beam is provided. This disk is in the plane perpendicular to the ίο Beam path can be moved and between two successive ones Parts of the wall of the microscope surrounding the Bümdelkanal are arranged, wherein an airtight seal is provided between each of these parts and the disc. The object to be imaged only needs to be displaceable over short distances. The largest Displacement from the center of the electron beam is about 1 mm, but most of the time there will be a displacement of a few tenths of a millimeter ■ suffice. The small displacement places high demands on the movement device, such as z. B. Avoiding any game. This is achieved according to the invention by providing the subject matter containing disc with two outwardly protruding, radially arranged at an angle of 90 °, Neten, somewhat flexible metal rods is provided. With the end of each stick, a kinked one looks like Lever together, by means of which tensile and compressive forces effective in the longitudinal direction of the rods can be exercised to move the disc. To avoid backlash between the Adjustment mechanism and the lever firmly connected to the disc is its free end between a longitudinally displaceable push rod, which is connected to one in the vicinity of the radiation collecting screen of the microscope arranged adjusting member cooperates, and pinched a resiliently arranged organ, the one against the 'push rod directed force on the lever exercises. A displacement of the push rod and thus the desired one is achieved by means of the adjustment member Displacement of the object relative to the center of the bundle of rays »accomplished.

Der luftdichte Verschluß der Scheibe gegenüber den benachbarten, fest angeordneten Teilen des Mikroskops, in denen der Strahlenkanal vorgesehen ist, kann gemäß der Erfindung auf nachstehende Weise bewerkstelligt werden. Die Scheibe ist beiderseits' des Gegenstandsraums mit zentral angebrachten Aussparungen versehen, in die konische Enden der festen Teile des Mikroskops reichen. Der Verschluß ergibt sich mit Hilfe wulstförmiger Gummiringe runden Querschnitts, die in die Winkel zwischen den Kegelflächen der festen Teile und der Oberfläche beiderseits der Scheibe gedruckt werden. Das Andrücken erfolgt durch den Druckunterschied außerhalb und innerhalb des Mikroskops. Dieser Druck kann, noch dadurch vergrößert werden, daß den Ringen ein Durchmesser kleiner als der Durchmesser der umfaßten Teile gegeben wird, so daß sie bei der Verschiebung längs der konischen Oberflächen erweitert werden. Die infolgedessen im Material auftretende Spannung drückt' dieRinge gegen i die Scheibenoberfläche, so daß auch beim Fehlen eines Druckunterschieds bereits ein Verschluß bewerkstelligt wird.The airtight seal of the disc against the adjacent, fixed parts of the Microscopes in which the radiation channel is provided can, according to the invention, be based on the following Wise done. The disc is attached centrally on both sides of the object space Provide recesses into which the conical ends of the fixed parts of the microscope reach. The closure is made with the help of bead-shaped rubber rings of round cross-section, which are in the angle printed between the conical surfaces of the solid parts and the surface on either side of the disc. The pressure is applied by the pressure difference outside and inside the microscope. This Pressure can still be increased by making the rings smaller in diameter than the diameter of the included parts is given so that they move along the conical surfaces be expanded. The resulting tension in the material presses the rings against i the disc surface, so that even in the absence of a pressure difference, a closure is already achieved will.

Die !Erfindung wird an Hand der Zeichnung noch näher erläutert, in derThe! Invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which

Fig. ι einen Längsschnitt durch einen Teil des Elektronenmikroskops zeigt, auf welche sich die !Erfindung besonders bezieht, undFig. Ι a longitudinal section through part of the Electron microscope shows to which the invention particularly relates, and

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Objektträger zeigt.2 shows a cross section through the slide shows.

Die linke Hälfte der Fig. 1 ist ein Schnitt über die Linien-B und die rechte Hälfte ein Schnitt über die Linie B-C der Fig. 2. Die Magnetspulen 1 und 2 dienen zur Erzeugung magnetischer Felder für beiderseits des Objekts angeordnete, in der Figur nicht dargestellte Fokussierungslinsen. Sie umgeben je einen mittleren Teil 3 bzw. 4, die mit einem Durchgang 5 for das Elektronenbündel versehen sind. Die beiden Wandteile 3 und 4, welche diesen Bündelkanal umfassen, enden in einem Abstand voneinander, und im Zwischenraum wird der Gegenstand angeordnet, von dem mit Hilfe des Elektronenbündels eine Abbildung auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten Auffangschirm erzeugt werden soll. Der Gegenstand 7 ist auf einem Träger befestigt, der aus einem dünnen Stab 6 besteht. Letzterer ist am Knopf 8 befestigt, der sich auf der Außenseite des Mikroskops befindet und mit dessen Hilfe der Objektträger zur Auswechslung des Objekts entfernt werden kann. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß beim Entfernen des- Objektträgers der zur Aufnahme des Trägers dienende Kanal abgedichtet wird, indem ein Saugnapf 9 infolge des Drucks der Feder 10 verschoben wird, bis dieser die Kanalöffnung verschließt. Der Objektträger 6 ist mit einer kleinen öffnung 11 versehen, an welcher der Gegenstand mittels eines nachgiebigen Metallstücks 12 festgeklemmt wird. Wenn der Objektträger im Gerät angebracht ist, entspricht die öffnung im Träger der Mitte des Strahlenbündels. The left half of FIG. 1 is a section along the line B and the right half is a section along the line BC in FIG. 2. The magnetic coils 1 and 2 are used to generate magnetic fields for arranged on both sides of the object, not in the figure Focusing lenses shown. They each surround a central part 3 and 4, which are provided with a passage 5 for the electron beam. The two wall parts 3 and 4, which comprise this bundle channel, end at a distance from one another, and in the space the object is arranged, of which an image is to be generated on a collecting screen, not shown in the drawing, with the aid of the electron bundle. The object 7 is fastened to a carrier which consists of a thin rod 6. The latter is attached to the button 8, which is located on the outside of the microscope and with the help of which the slide can be removed for changing the object. From Fig. 2 it can be seen that when removing the slide, the channel serving to receive the carrier is sealed by a suction cup 9 is displaced as a result of the pressure of the spring 10 until it closes the channel opening. The slide 6 is provided with a small opening 11, to which the object is clamped by means of a flexible metal piece 12. When the slide is mounted in the device, the opening in the slide corresponds to the center of the beam.

Unterhalb des Gegenstandes und in dessen Nähe liegt die Strahlenblende 13, die aus einer Metallplatte besteht, die mit einer öffnung versehen ist, die kleiner als die öffnung im Objektträger ist. Die Blende wird mit Hilfe des Trägers 14 mittels zweier Schrauben 15 und einer am Träger befestigten Mutter 16 an der Wand 17 des Mikroskops festgeklemmt. Die Befestigung ist derart, daß mittels der Schrauben 15 und der Mutter 16 die Blendenöffnung genau in die Mitte des Strahlenbündels gebracht werden kann. Die eigentliche Strahlenblende ist an einem im Träger ruhenden Organ befestigt, das mit dem Knopf 18 verbunden ist, wodurch die Blende entfernt werden kann, ohne daß die Einstellung des Trägers etwas geändert wird. Der Träger steht durch eine radiale öffnung in der Scheibe hervor und ist mit der.Scheibe durch eine biegsame und außerdem luftdichte Kupplung verbunden;Below the object and in its vicinity lies the radiation diaphragm 13, which consists of a metal plate consists, which is provided with an opening that is smaller than the opening in the slide. the Aperture is fastened to the carrier with the help of the carrier 14 by means of two screws 15 and one Nut 16 clamped to the wall 17 of the microscope. The attachment is such that by means of the screws 15 and the nut 16, the aperture can be brought exactly to the center of the beam. The actual beam stop is attached to an organ resting in the wearer, which is connected to the button 18, whereby the bezel can be removed without changing the setting of the carrier will. The carrier protrudes through a radial opening in the disk and is through with the disk a flexible and also airtight coupling connected;

Es kann erwünscht sein, einen anderen Teil des Gegenstandes abzubilden als denjenigen, der sich in der'Mitte des Bündels vor der BlendenöffnungIt may be desirable to depict a different part of the object than that which is in the middle of the bundle in front of the aperture

befindet. Dies könnte durch Verschiebung der Blende bewerkstelligt werden, aber infolgedessen verschiebt sich außerdem die Abbildung des Gegenstandes am Auffangschirm. Vorzugsweise wird daher der Gegenstand verschoben werden. Zu diesem Zweck ist der Platz für den Objektträger in einer flachen Scheibe 19 mit rundem Querschnitt vorgesehen. Diese Scheibe ruht in einer Nut 20, die in der Wand 17 des Mikroskops vorgesehen ist, wobei der Durchmesser der Nut etwas größer ist als der der Scheibe, so daß letztere in der zur Bündelachse senkrechten Ebene in allen Richtungen etwas Spiel aufweist.is located. This could be done by moving the bezel, but as a result In addition, the image of the object on the collecting screen shifts. Preferably will hence the subject will be moved. For this purpose there is space for the slide provided in a flat disk 19 with a round cross-section. This disc rests in a groove 20 which is provided in the wall 17 of the microscope, the diameter of the groove being slightly larger than that of the disk, so that the latter in the plane perpendicular to the bundle axis in all directions has some play.

Die Verschiebung des Gegenstandes ist in der Regel auf einige Zehntelmillimeter beschränkt und muß daher mit großer Genauigkeit durchgeführt werden. Die Bewegungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist in der rechten Hälfte der Fig. 1 dargestellt. Diese Figur ist ein Schnitt über dieThe displacement of the object is usually limited to a few tenths of a millimeter and must therefore be carried out with great accuracy. The movement device according to the invention is shown in the right half of FIG. This figure is a cut across that

so Linie B-C der Fig. 2. Mit der Scheibe 19 sind zwei radial gerichtete Stäbe 21 und' 22 verbunden, die einen Winkel von 90⁰' einschließen und in je einem Metallblock 23, 24 eingeklemmt sind. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Block 23 an einem Hebel 25 mittels einer Schraube 26 befestigt ist. Der- Hebel 25 hat seinen Drehpunkt in der Welle 27, mit der er mittels der Klemmschraube 28 verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich ein geknickter Hebel, dessen kurzer Arm an der Scheibe 19 befestigt ist.so line BC of Figure 2. With the disc 19th are two radially directed bars 21 and '22 which forms an angle of 90 ^0' include and are clamped in a respective block of metal 23, 24th From FIG. 1 it can be seen that the block 23 is fastened to a lever 25 by means of a screw 26. The lever 25 has its pivot point in the shaft 27, to which it is connected by means of the clamping screw 28. This results in a bent lever, the short arm of which is attached to the disk 19.

Der lange Arm des Hebels ist zwischen der Druckstange 29 und einem Organ 30 eingeklemmt, das in einer Buchse 31 verschiebbar angeordnet ist und mittels der Feder 32 auswärts und gegen den Hebel gedrückt wird. Infolge der Einklemmung des Hebels zwischen der Druckstange 29 und dem Organ 30 ist das Auftreten von Spiel an den Angriffspunkten vermieden, so daß irgendeine Verschiebung der Druckstange unmittelbar auf den Hebelarm übertragen wird. Diese Verschiebung erfolgt mittels des verstellbaren Schraubenbolzens 33, der zum Erleichtern der Bedienung mit einem Knopf 34 versehen ist. Etwaiges Spiel im Schraubengewinde der Einstellschraube 33 wird infolge des Drucks der Feder 32 gleichfalls behoben. Durch Verwendung von Mikrometerschraubengewinde an der Einstellschraube 33 kann die Einstellung mit der erforderlichen Genauigkeit durchgeführt werden. Die Einstellschraube kann bei dieser Ausführungsform durch Verwendung hinreichend langer Druck- stäbe in der Nähe des Bildschirms des Mikroskops angeordnet sein, wodurch irgendeine Änderung der Einstellung unmittelbar auf dem Bildschirm wahrgenommen werden kann. Die Stützen 35 und 36 der verschiedenen Teile des Einstellmechanismus sind an der Wand 17 des Mikroskops befestigt.The long arm of the lever is clamped between the push rod 29 and a member 30 which is shown in a bushing 31 is slidably arranged and by means of the spring 32 outwards and against the lever is pressed. As a result of the pinching of the lever between the push rod 29 and the member 30 is the occurrence of play at the points of attack avoided, so that any displacement of the Push rod is transmitted directly to the lever arm. This shift takes place by means of of the adjustable screw bolt 33, which for easier operation with a button 34 is provided. Any play in the screw thread of the adjusting screw 33 is due to the pressure the spring 32 also corrected. By using micrometer screw threads on the Adjustment screw 33, the adjustment can be carried out with the required accuracy. In this embodiment, the adjusting screw can be adjusted by using sufficiently long pressure rods are placed near the screen of the microscope, causing any change in the Setting can be perceived immediately on the screen. The supports 35 and 36 of the various parts of the adjustment mechanism are attached to the wall 17 of the microscope.

Es muß dafür Sorge getragen werden, daß keine Luft in den Bündelkanal bei der Bewegung der Scheibe eindringen kann, so daß für die Abdichtung dieser Scheibe und der feststehenden, die Entladungsbahn umfassenden Teile des Mikroskops besonders Sorge getragen werden muß. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt der Bündelkanal in den Teilen 3 und 4, und die Abdichtung wird zwischen diesen Teilen und der Scheibe 19 vorgesehen. Zu diesem Zweck werden gemäß der ErfmdungGummiringe37 und 38 verwendet, die einen runden Querschnitt haben. .Die Scheibe 19 ist beiderseits des Gegenstandsraums mit mittleren Aussparungen 39 und 40 versehen, in denen die kegelförmigen Enden der Teile 3 und 4 liegen. Die Aussparungen sind etwas breiter als der kleinste Durchmesser der konischen Enden der Teile 3 und 4, so daß sie die Bewegung der Scheibe nicht hindern. Die Gummiringe 37 und 38 werden in den Winkel gedrückt, der zwischen der konischen Oberfläche der Teile 3 und 4 und der Oberfläche der Scheibe entsteht, wobei der Druckunterschied innerhalb und außerhalb des entlüfteten Raums das Andrücken bewirkt. Indem für die Ringe ein kleinerer Durchmesser vorgesehen ist als der Durchschnitt der Teile 3 und 4 an der Abdichtungsstelle, so daß sie beim Zusammenbau des Mikroskops längs der konischen Oberflächen verschieben und somit erweitert werden, besteht die Sicherheit, daß bereits ein Verschluß beim Fehlen des Druckunterschieds entsteht. Auf diese Weise wird verhütet, daß Luft hineinleckt, wenn mit der Entlüftung der Röhre angefangen wird.Care must be taken that no air enters the bundle channel when the Disk can penetrate, so that for the sealing of this disk and the stationary, the discharge path comprehensive parts of the microscope, special care must be taken. In the case of the Embodiment lies the bundle channel in parts 3 and 4, and the seal is provided between these parts and the disc 19. For this purpose, rubber rings37 and 38 are used, which have a round cross-section. The disk 19 is provided on both sides of the object space with central recesses 39 and 40, in which the conical ends of parts 3 and 4 lie. The recesses are a little wider than the smallest Diameter of the conical ends of parts 3 and 4 so that they do not hinder the movement of the disc. The rubber rings 37 and 38 are pressed into the angle between the conical surface of parts 3 and 4 and the surface of the disc arises, the pressure difference within and causes the pressing outside of the ventilated space. By making a smaller one for the rings Diameter is provided as the intersection of parts 3 and 4 at the sealing point, so that they move along the conical surfaces when assembling the microscope and thus expand there is the certainty that there is already a closure in the absence of the pressure difference arises. This prevents air from leaking into it when venting the tube is started.

Mit Rücksicht auf den Zusammenbau des Mikroskops ist die Wand 17 längs der Fläche 41 unterteilt.With regard to the assembly of the microscope the wall 17 is divided along the surface 41.

Claims

Patent claims:

1. Electron microscope, in which the object to be irradiated and a rays ^ diaphragms are arranged close together in the beam path of the device, characterized in that that the object to be imaged is arranged in a plate-shaped disc with an opening in the middle for the passage of the beam is provided and perpendicular to the beam path between two successive parts of the beam bundle channel limiting wall of the microscope is arranged displaceably, and that between these Parts and the disc each have an airtight seal is provided.

2. An electron microscope according to claim 1, characterized in that two slightly flexible metal bars are fixed radially at an angle of 90 ⁰ to the disc, opposite to the folded by means of a lever in the longitudinal direction effective tensile and compressive forces to the displacement of the center of the central opening the center of the beam can be exercised.

3. Electron microscope according to claim 2, characterized in that the free end of the Lever between a longitudinally displaceable push rod and a flexible one arranged organ is clamped, the one directed against the push rod Puts pressure on the lever.

4. Electron microscope according to claim 3, characterized in that an adjusting member

to move the push rod nearby of the collecting screen is provided for the beam.

5. (Electron microscope according to claim I, characterized in that between the • Disc and the wall parts of the microscope delimiting the bundle channel provide a seal made of rubber is provided, which is formed by bead-shaped rubber rings with a round cross-section which on the cone shell of the pointed ends of these fixed parts and on the disc abut, the fixed parts over the contact surfaces between the rings and the The disc in the recesses in the disc.

Referred publications:
v. A rde η η e, Manfred; "Electron microscopy", Berlin 1940, p. ₁ 218;

"Siemens-Zeitschrift", 1940, issue 6, p. 2122.

1 sheet of drawings

I 5812 3.53I 5812 3.53